Lucht-elektriciteitstester
Wat betreft de invloed van ionen in de omgevingslucht op onze gezondheid en welbevinden is er in feite maar weinig bekend. Een ding is echter wel zeker: een overschot aan positieve ionen, oftewel een overwegend positieve ruimtelading, is bepaald niet gezondheidsbevorderend. Hoe komen we erachter hoe het met de ionensamenstelling in de lucht gesteld is? lonen zijn nu eenmaal niet tastbaar of zichtbaar en hebben geen geur, zodat we onze toevlucht moeten nemen tot andere middelen. Met de hier beschreven schakeling kan d.m.v. een LED-indikatie snel vastgesteld worden of er al dan niet in een gezond leefklimaat wordt vertoefd.
In de omgevingslucht is er altijd een bepaalde hoeveelheid positieve en negatieve ladingsdragers aanwezig. Men heeft vastgesteld dat in een geheel ladingsdrager-vrije lucht vrijwel geen plantaardig en dierlijk leven kan bestaan, en in feite dus ook geen menselijk leven. Gelukkig loopt het met onze omgevingslucht niet zo'n vaart. Gezonde buitenlucht bevat, afhankelijk van de weersomstandigheden, ongeveer 2000 ionen per cm3. Echt "dode lucht", met een ionenkoncentratie van minder dan 50 per cm3, komt alleen in zeer extreme gevallen voor, bijvoorbeeld in grote gebouwen in zwaar verstedelijkte omgeving.
De leefbaarheid van lucht wordt verder bepaald door de verhouding tussen positieve en negatieve ionen. Onder normale omstandigheden (bijvoorbeeld in buitenlucht) zijn er evenveel positieve als negatieve ionen aanwezig; het zaakje is in evenwicht. Deze situatie wordt door de mens ervaren als zijnde gezond. Het is echter ongunstig, als de positieve ionen de overhand hebben. Dit geeft in de menselijke hormoonhuishouding namelijk een overproduktie van serotonine (dat de aktiviteit van de hersenen en van andere weefsels regelt), met als nare gevolgen dufheid, gebrek aan vitaliteit en koncentratievermogen, slapeloosheid, neiging tot hoofdpijn enzovoort. Symptomen die meestal omschreven worden als "vage klachten".
De weegschaal slaat (gelukkig) ook aan de andere kant door: negatieve ionen versnellen namelijk de afbraak van serotonine. Een evenwicht tussen plus en min geeft een stabiele, gezonde serotonine-huishouding in het lichaam. (Zie ook Elektuur nov. '84, Selektuur blz. 11-27.) Een positieve ladingsonbalans kan in de natuur optreden door weersveranderingen. In onze naaste omgeving wordt een positief overschot aan lading door vele faktoren veroorzaakt: slecht geventileerde ruimten waarin veel kunststof is verwerkt, luchtverontreiniging, roken, beeldbuizen, TL-verlichting enz. dragen alle in meer of mindere mate hieraan bij. Naast het opheffen van de oorzaak voor herstelling van het evenwicht kan men ook extra negatieve ruimtelading toevoegen. Negatieve ionen worden onder andere geproduceerd door een brandende kaars, stromend water (douche) of via kunstmatige ionenopwekking door een ionisator (sla hiervoor nog eens het artikel "autoionisator" na, in het decembernummer '82).
De meetschakeling
Het meten van de ionenkoncentratie is niet eenvoudig vanwege het gebrek aan ijkmateriaal. Voor ons doel hebben we genoeg aan een polariteitsmeting, d.w.z. een indikatie van het overschot aan positieve dan wel negatieve lading. Figuur 1 laat zien dat een dergelijke meetschakeling niet per se moeilijk in elkaar hoeft te zitten. Centraal staat IC1, gebruikt als kom-parator met zeer hoge ingangsimpedantie. Afhankelijk van het ladings-overschot in de omringende lucht wordt de sensor-plaat opgeladen tot een negatieve of positieve potentiaal. In het geval "positief' is de komparatoruitgang hoog, zodat Dl (rood) oplicht. In het andere geval licht de groene LED op.
Figuur 1. Met behulp van een sensorplaatje wordt er wat lading van de omringende lucht "afgesnoept", waarna IC1 een "goed-slecht"-beslissing neemt. T1 zorgt voor het periodiek ontladen van de sensor. Indien nodig', wordt de massa van de schakeling met aarde verbonden.
IC2 vormt met omringende komponenten een blokgolfgenerator met instelbare frekwentie (ong. 2...10 Hz). Bij elke opgaande flank wordt T1 even geleidend en laat de aanwezige lading op de sensorplaat afvloeien naar massa. Om te voorkomen, dat er zich een evenwicht instelt, moet de lading afgevoerd worden naar aarde (waterleiding of CV). Als in de ruimte waar gemeten wordt ionen worden geproduceerd, is deze aarding meestal niet nodig. Door dit periodiek ontladen wordt voorkomen dat de lading op de sensor-plaat konstant ge«ntegreerd wordt. Naarmate er minder vaak ontladen wordt, is er meer tijd beschikbaar voor de opname van lading door de sensorplaat, zodat ook een klein ladings-overschot in de lucht de komparator laat omklappen, dus een grotere meetgevoeligheid oplevert.
Bouw, afregeling en gebruik
De schakeling kan opgebouwd worden op een stukje gaatjesprint. Voor de sensorplaat wordt een stukje blik genomen. De afmetingen van dit blikje zijn niet kritisch: 2 bij 5 cm volstaat bijvoorbeeld. Wel moet erop gelet worden dat de verbinding plaat-komparator zo kort mogelijk is en niet kan lekken naar massa (door slechte isolatie). Als voeding gebruiken we twee 4,5 V batterijen.
Dan de afregeling. Dit beperkt zich tot het wegregelen van de offset van de komparator met behulp van P2. Hiertoe wordt de plaat tijdelijk naar massa kortgesloten. P2 stelt men dan langzaam en secuur zo dicht mogelijk nabij het omslagpunt in. Zo, nu kan er gemeten worden. Met P1 wordt een passende gevoeligheid ingesteld (P1 op maximale weerstand betekent de grootste gevoeligheid). In evenwicht zullen beide LED's ongeveer evenaak oplichten. Hoe groter het positieve of negatieve ladingsoverschot is, des te minder vaak zal de ene LED oplichten ten opzichte van de andere LED. Met een beetje oefening kan men dus ook ladingsverschillen waarnemen.